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视野 | 在太空也要坚持吃蔬菜哦

时间:2019年01月30日 信息来源:中国载人航天 点击: 【字体:

新鲜的食物实在太具有吸引力了——三年前,当航天员们能够在国际空间站上种植出生菜头时,他们就深知这一点。如今,挪威科技大学(NTNU)正在研究一份豆类菜单,期待到2021年能在太空中能有个好收成。

挪威科技大学的太空跨学科研究中心(CIRiS)的植物生理学家西耶·沃尔夫(Silje Wolff)说:“航天员们喜欢园艺,一切都让人想起地球上的生活。他们喜欢培育蔬菜、为它们浇水、看它们发芽。”沃尔夫刚刚完成了一项涉及种植莴苣的实验,将莴苣种植在由熔岩制成的人造土壤中。他们下一步目标是让植物直接在补充有营养素的水中生长。


目前,航天员在国际空间站常规的驻留时间约为六个月。若要前往火星,那就需要准备在太空中生活至少一年。欧洲航天局计划在2030年建造一个月球基地,以作为火星之旅的中途停留站。而NASA则计划直接飞往火星,目标着陆日期为2030年。


目前,航天员们只能在太空吃冻干食品和真空包装的食物。“航天员常常缺乏食欲,造成体重减轻。吃不到新鲜的食物,不仅仅是身体健康问题,也会诱发心理问题。吃新鲜的东西,会触发人的食欲和心理抚慰,大脑的感受很重要。”沃尔夫说。


 “对于航天员来说,他们的梦想之一,就是能够吃上新鲜的食物,比如草莓、樱桃、西红柿或任何真正美味的东西。这个梦想终将实现。我们将为他们策划一个生长着多种蔬菜的温室。”沃尔夫说,“今天太空旅行的方式,决定了人们无法一次带上所需要的所有资源。这就是我们必须开发生物系统的原因,航天员可以自己生产食物,并回收所有资源。”


太空跨学科研究中心正在与意大利、法国的研究人员合作,探索如何在长途旅行中种植植物性食物。在太空中,必须回收所有的水和食物,这意味着要精确控制植物的施肥需求。测试由挪威科技大学研制的新气候调节生长室进行,这里可以调节植物所需的所有水、养分、空气环境。


在所有营养素中,植物对氮的需求最多。在沃尔夫的实验中,她研究了不同营养剂量将如何影响植物的吸水量。“我们发现植物可以在某种程度上'闻到'(感知到)可获得的养分量。当营养液中氮浓度非常低时,植物将吸收更多的水,从而吸收更多的氮,直至达到适宜水平。”



现在,地球上所能做的测试都已开始。下一步是在太空中种植豆类,观察无重力条件对植物运输水和吸收养分能力的影响。他们将豆类放入离心机中,以模拟其在重力缺失的空间站中的发芽和生长。离心机旋转可以产生不同的重力。沃尔夫说:“我们创建了一个既能产生空间站微重力条件,又能产生地球上1g重力的装置,在太空中获得成长的艺术可以转移到我们的星球上。”


这将使她能够比较不同的引力水平如何影响太空中的植物。在地球上,重力导致暖空气上升、冷空气下沉。在空间站,空气层更加稳定,这还常常造成航天员发低烧,植物也受到影响。“固定的空气层会影响叶片下面的气孔孔隙。当重力消失时,狭小的气孔的边界层变厚。这减少了蒸发并导致叶片温度升高,水蒸气扩散到叶片。叶片水分环境是植物调节的重要组成部分,可以与人体和动物的身体出汗进行比较。”沃尔夫说。


“回收资源和精确施肥是实现可持续粮食生产的关键。在溶解有营养素的水中直接种植植物,施肥和灌溉更容易受到控制。当根与营养素直接接触时,植物能够通过水立刻获取并充分使用可用的营养素。这比从土壤中吸收营养更有效率。”城市里最需要这种可持续的生产方式。城市没有太多的可耕种土壤,但如果你可以在室内封闭系统中直接种植,气候环境等各个方面都受到监管,那么就有很多东西可以实现。


(作者:佚名)
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